|
변속기의 필요성
자동차는 엔진의 출력을 도로 노면에 작용시켜, 차량을 진행방향으로 이동시키는 구동력을 얻는다. 한계가 있는 엔진의 출력을 유효하게 활용하여 차량을 주행시키기 위해서는 엔진과 타이어 사이를 접속해주는 동력전달장치가 필요하게 된다. 사실 자동차에 있어 동력전달장치는 그 역할의 중요성에 비춰 결코 존재감이 부각되지는 않는다. 그렇지만, 가속, 등판주행 등 자동차에게 요구되는 기능을 수행할 수 있으려면 동력전달장치는 필수적인 것이 된다.
자동차를 진행방향으로 이동시키는 구동력은 타이어로부터 도로의 노면에 작용되는 힘의 반작용력이다. 이 반작용력이 차체에 전달되어 차량의 추진력이 되는 것이다. 이때, 구동력은 차축에 작용하는 구동토오크를 타이어의 반경으로 나눈 값이 된다. 이런 구동토오크와 구동력의 변환관계를 아래 그림에 나타낸다.
차량이 정지 상태에서 일정 속도까지 속도가 증가하는 것을 발진가속이라고 하는데, 이처럼 차량의 속도가 증가되기 위해서는 구동력이 필요하다. 차량이 주행하는 동안에 운전자의 의지대로 구동이 되기 위해서는, 일정한 크기의 구동력이 계속적으로 요구되는 것이 아니고,상황에 따라 어떤 범위 내에서 변화되는 구동력이 필요하다. 하지만, 구동력은 앞에서 말한 바와 같이 구동토오크와 타이어의 반경의 곱으로 표현된다. 차량에서 타이어의 반경과 엔진에서 전달되는 구동토오크는 대개 일정하다. 따라서 엔진과 바퀴를 직결한 형태로는 구동력의 변화를 가져올 수 없다. 경우에 따라서는 엔진에서 발생한 토오크에 비해 10배 이상의 크기를 가지는 구동토오크가 필요하다. 이를 위해서는 회전수를 줄이고 대신 토오크를 증대하는 장치가 필요하게 된다. 이런 목적으로 사용되는 것이 변속기다.
" 회전속도 X 토오크 = 일정"한 관계를 이용하여, 토오크의 증대가 필요할 때에는 회전수를 줄이는 대신 토오크를 증대시키고, 큰 회전속도가 요구될 때에는 토오크를 줄이는 대신 회전속도를 증대시키는 동력전달장치가 바로 변속기다.
|
